Die Wirtschaftlichkeit vieler Biogasanlagen steht momentan auf dem Prüfstand. Grund dafür sind die weltweit stark gestiegenen Preise für Getreide oder Körnermais, die die Verwertung dieser Stoffe in einer Biogasanlage unrentabel machen können. Um auch mit steigenden Substratkosten Biogasanlagen ökonomisch betreiben zu können, müssen die Anlagenbelreiber verschiedene Strategien verfolgen, um ihre Biogasanlagen optimal zu nutzen. Eine Möglichkeit kann darin bestehen, das eingesetzte Substrat optimal auszunutzen, und so die potenzielle Methanausgasung der Gärreste zu minimieren. Des Weiteren gibt es auch ökologische Gründe für die Reduktion der Methanausgasung der Gärreste und somit der Emissionen von Biogasanlagen, wie zum Beispiel den Beitrag von in die Atmosphäre freigesetztem Methan zur globalen Erwärmung. In vorausgegangenen Arbeiten wurden die Gärreste verschiedener Biogasanlagen untersucht, um die jeweiligen Restgaspotenziale zu bestimmen und diese anhand der Anlagendaten zu bewerten. Es wurde festgestellt, dass die Höhe des Restgaspotenzials von der Verweilzeit, von der Art der verwendeten Substrate und von der Konzeption des Vergärungsprozesses abhängt. Insgesamt wurden potentielle Verluste von bis zu 20 % der im Fermenter gebildeten Methanmenge ermittelt. Ab einem Anteil von 5 % nutzbarem Restgas ist es ökonomisch sinnvoll auch den Gärrest zu nutzen. Dazu gibt es Richtwerte, mit deren Hilfe alle Biogasanlagen im Hinblick auf das Restgaspotenzial bewertet werden können. Um eine Einschätzung zu erhalten, welche Restgaspotenziale in verschiedenen Gärresten neuerer Biogasanlagen vorhanden sind, wurden 17 verschiedene Gärrückstände näher untersucht. Proben aller Gärreste wurden dazu im Labor analysiert, um verschiedene Werte (wie z. B. TS-Gehalt, Gehalt an flüchtigen Fettsäuren) zu ermitteln. Alle Gärreste wurden in Batch-Flaschen abgefüllt. Jeweils drei Wiederholungen davon wurden 62 Tage lang bei 38 bzw. 22 °C weitervergoren, um festzustellen, wie viel Biogas/Methan aus diesen Gärresten produziert wird. Die in dieser Arbeit ermittelten Restgaspotenziale lagen in einem Bereich von 1,7 bis 8,9 Nm3CH4/t FM (38 °C), bzw. von 0,8 bis 6,1 Nm³ CH4 FM (22 °C). Dies entspricht einem nutzbaren Restgasgehalt zwischen 8,3 und 1 ,6 % (38 °C) bzw. zwischen 4,2 und 0,8 % (22 °C) bezogen auf die in der Anlage erzielte Gasausbeute. Die Gärtemperatur während der Untersuchung wirkte sich sehr stark auf die Methanausgasung aus. Verschiedene Besonderheiten bei der Entnahme der Gärreste aus den Biogasanlagen hatten keine erkennbare Auswirkung auf die Ergebnisse. Temperaturschwankungen in den Batch-Flaschen minderten die Biogasbildung während des Untersuchungszeitraumes erheblich. Das wöchentliche Schütteln beeinflusste die Biogasbildung nur zum Teil. Die Höhe des Restgaspotenzials hängt stark vom eingesetzten Substrat ab. Bei Substraten mit hoher tatsächlicher Methanausbeute, die zu großen Teilen Maissilage, GPS oder Getreide enthielten, wurde eine höhere Methanausgasung der Gärreste festgestellt. Ein klarer Einfluss der Verweilzeit, der Raumbelastung oder der Prozesstemperatur auf das Restgaspotenzial konnte nicht aufgezeigt werden. Die Analyse der Gärreste auf TS-Gehalt und Flüchtige Fettsäuren, sowie die Bestimmung der tatsächlichen Methanausgasung eignet sich gut, um den Restgasgehalt einzuschätzen. Gärrückstände mit einem TS-Gehalt von 12 % oder einem FFS-Gehalt von 1.000 mgeq/l Gärrest produzierten am meisten Restgas.      «

Die Wirtschaftlichkeit vieler Biogasanlagen steht momentan auf dem Prüfstand. Grund dafür sind die weltweit stark gestiegenen Preise für Getreide oder Körnermais, die die Verwertung dieser Stoffe in einer Biogasanlage unrentabel machen können. Um auch mit steigenden Substratkosten Biogasanlagen ökonomisch betreiben zu können, müssen die Anlagenbelreiber verschiedene Strategien verfolgen, um ihre Biogasanlagen optimal zu nutzen. Eine Möglichkeit kann darin bestehen, das eingesetzte Substrat optim...     »

The economic efficiency of many biogas plants is currently critical. Increasing prices for grain and corn have made the use of these materials in biogas plants unprofitable. To successfully manage a biogas plant, it is necessary to maximize the methane yield from the input material and to minimize residual methane potential. Furthermore, the global warming potential of methane requires reducing its emissions particularly from agricultural sources. Former studies identified the residual methane potential of digestates from different biogas plants in batch-tests. It was found that the amount of residual methane potential depends on hydraulic retention time, input material and design of the plants. Residual methane potentials of up to 20 % with respect to total methane yield of the input materials were observed. The break-even point for the use of the residual gas is as low as 5 % residual gas potential. Various guideline values are used to evaluate residual methane potentials of digestates from agricultural biogas plants. To determine the amount of residual gas potential of modern biogas plants, samples of digestates from 17 biogas plants were examined. The digestates were analyzed for chemical parameters such as dry matter content and concentration of volatile fatty acids. The residual methane potentials of the digestates were determined by batch-digestion tests. The tests were performed over a period of 62 days at a temperature of 38 °C and 22 °C. The residual methane potential was between 1.7 and 8.9 Nm3CH4 per t FM at 38 °C and between 0.8 and 6.1 Nm3CH4 per t FM at 22 °C. This is equal to a usable residual gas potential between 1.6 and 8.3 % at 38 °C and between 0.8 and 4.2 % at 22° C. The fermentation temperature had a strong influence on the amount of residual methane production from the digestate. Different conditions of sampling of the digestates had no significant effect on the results. Considerable temperature fluctuations during the batch-digestion tests decreased the production of biogas. Weekly manual mixing of the digestates during the batch-digestion test affected the biogas production in some cases. The amount of residual biogas depends on the input materials. Digestates of input materials with a high total methane yield such as maize silage, grass silage and grains also exhibited a high residual methane potential. No clear effect of hydraulic retention time, loading rate or process temperature on the residual methane potential could be observed. It was possible to reasonably estimate the level of residual methane potential of digestates from the data of dry matter content and volatile fatty acids concentration. The highest residual methane yields were obtained from digestates with a dry matter content of more than 10 % or a volatile fatty acid concentration above 1,000 mgeq/l.      «

The economic efficiency of many biogas plants is currently critical. Increasing prices for grain and corn have made the use of these materials in biogas plants unprofitable. To successfully manage a biogas plant, it is necessary to maximize the methane yield from the input material and to minimize residual methane potential. Furthermore, the global warming potential of methane requires reducing its emissions particularly from agricultural sources. Former studies identified the residual methane...     »